[发明专利]一种聚氨酯微球增韧的环氧树脂体系及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚氨酯微球增韧的环氧树脂体系，按重量份计，主要由100份环氧树脂和10~50份聚氨酯微球制备而成，所述聚氨酯微球的粒径为20~100μm。其制备方法为，1）制备粒径为20~100μm的聚氨酯微球；2）按重量份称取制备好的10~50份聚氨酯微球和100份环氧树脂；3）并将之混合研磨均匀，得到混合物；（4）升温至70~100℃反应1~4h，即得。本发明制备得到的聚氨酯微球增韧的环氧树脂体系可作为胶粘剂的基体树脂，也可以作为增韧剂使用，能够与各种固化剂进行反应；具有聚氨酯材料和聚合物微球的优异特性，不仅降低环氧树脂脆性、提升剥离强度、且对聚氨酯增韧后，还能保持高温稳定性，其以沉淀聚合方法制备，微球粒径一定范围内可控，工艺简单、易操作。

技术领域

本发明涉及材料制备技术领域，具体是指一种聚氨酯微球增韧的环氧树脂体系及其制备方法。

背景技术

环氧树脂因其优异的热稳定性、化学稳定性、高交联密度等优点，在胶粘剂领域备受关注。环氧树脂固化后脆性高，通过外加增韧剂或自身结构设计改变来达到增韧的效果，获得优异的力学性能，拓宽应用范围。聚氨酯材料常用作环氧树脂的增韧剂，提高胶粘剂力学性能，赋予增韧体系突出的界面性能，但容易造成增韧体系的高温稳定性下降，导致高温下力学性能损失，影响胶粘剂的应用稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种降低环氧树脂脆性、提升剥离强度、且对聚氨酯增韧后，其高温保持稳定的聚氨酯微球增韧的环氧树脂体系。

本发明的另一个目的在于提供上述聚氨酯微球增韧的环氧树脂体系的具体制备方法。

本发明通过下述技术方案实现：一种聚氨酯微球增韧的环氧树脂体系，按重量份计，主要由100份环氧树脂和10~50份聚氨酯微球制备而成，所述聚氨酯微球的粒径为20~100μm。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂E51、双酚A型环氧树脂E44和双酚A型环氧树脂E20中的至少一种。

上述的一种聚氨酯微球增韧的环氧树脂体系的制备方法，包括以下步骤：

（1）制备粒径为20~100μm的聚氨酯微球；

（2）按重量份称取制备好的10~50份粒径为20~100μm的聚氨酯微球和100份环氧树脂；

（3）混合称取的环氧树脂和聚氨酯微球，并通过三辊研磨机将之研磨均匀，得到混合物；

（4）将得到的混合物升温至70~100℃，保持该温度反应1~4h，即得聚氨酯微球增韧的环氧树脂体系。

为了更好地实现本发明的方法，进一步地，所述步骤（1）中粒径为20~100μm的聚氨酯微球的具体制备过程为：

（1.1）首先将端羟基低聚物树脂、异氰酸酯单体和反应溶剂混合均匀，然后加入催化剂，再升温进行反应，得到含有微球沉淀的混合物；

（1.2）将步骤（1.1）中得到的含有微球沉淀的混合物进行离心分离，使用反应溶剂对分离出的固体微球进行洗涤，记得到粒径为20~100μm的聚氨酯微球。

为了更好地实现本发明的方法，进一步地，所述步骤（1.1）各物质的具体用量为：

所述的端羟基低聚物树脂和异氰酸酯单体是按照-OH与-NCO的摩尔比为1:（1.1~1.5）进行用量的；

所述的端羟基低聚物树脂和异氰酸酯单体的总质量与反应溶剂的质量比为（5~20）:100；

所述的催化剂的质量与端羟基低聚物树脂和异氰酸酯单体的总质量比为（0.05~0.5）:100。

为了更好地实现本发明的方法，进一步地，所述步骤（1.1）各物质具体为：

所述端羟基低聚物树脂为二官能端羟基低聚物和多官能端羟基低聚物的混合物，二官能端羟基低聚物与多官能端羟基低聚物的摩尔比为1:（0.5~1.2）；

所述异氰酸酯单体为TDI、MDI、PAPI中的至少一种；